頭戴式顯示器的自適應(yīng)亮度控制的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種用于頭戴式顯示器“HMD”的目鏡的自適應(yīng)亮度控制的技術(shù)包括從所述HMD的所述目鏡的觀看區(qū)向用戶的眼睛顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像“CGI”。從環(huán)繞所述HMD的周?chē)h(huán)境捕獲圖像數(shù)據(jù)。至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的亮度值。至少部分地基于所述亮度值而確定偏置功率設(shè)定。將所述偏置功率設(shè)定應(yīng)用于照明源以用于產(chǎn)生所述CGI且以所述偏置功率設(shè)定來(lái)控制顯示給所述用戶的所述眼睛的所述CGI的亮度級(jí)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】頭戴式顯示器的自適應(yīng)亮度控制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一股來(lái)說(shuō)涉及光學(xué)領(lǐng)域，且特定來(lái)說(shuō)但非排他性地涉及近眼光學(xué)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 頭戴式顯示器（"HMD"）為佩戴于頭部上或周?chē)娘@示裝置。HMD通常并入有某 種近眼光學(xué)系統(tǒng)以在人眼的幾厘米內(nèi)發(fā)射光圖像。單眼顯示器稱(chēng)為單眼HMD，而雙眼顯示 器稱(chēng)為雙眼HMD。一些HMD僅顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像（"CGI"），而其它類(lèi)型的HMD能夠?qū)?CGI疊加于真實(shí)世界視圖上。此后一類(lèi)型的HMD可用作用于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的硬件平臺(tái)。借 助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，世界的觀看者的圖像以重疊的CGI而增強(qiáng)，也稱(chēng)為平視顯示器（"HUD"）。
[0003] HMD具有眾多實(shí)際工作及休閑應(yīng)用。航空應(yīng)用準(zhǔn)許飛行員在不用使其眼睛脫離飛 行路徑的情況下看到重要飛行控制信息。公共安全應(yīng)用包括地圖的戰(zhàn)術(shù)顯示及熱成像。其 它應(yīng)用領(lǐng)域包括視頻游戲、交通運(yùn)輸及電信。隨著技術(shù)演進(jìn)必然存在新發(fā)現(xiàn)的實(shí)際工作及 休閑應(yīng)用；然而，這些應(yīng)用中的許多應(yīng)用由于用于實(shí)施現(xiàn)有HMD的常規(guī)光學(xué)系統(tǒng)的成本、大 小、重量、視域及效率而受限制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004] 參考以下各圖描述本發(fā)明的非限制性及非窮盡性實(shí)施例，其中除非另有說(shuō)明，否 則貫穿各個(gè)視圖相似參考編號(hào)指代相似部件。
[0005] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用具有自適應(yīng)亮度控制的目鏡實(shí)施的雙眼HMD的俯視 圖。
[0006] 圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例供與HMD-起使用的自適應(yīng)亮度控制系統(tǒng)的 功能框圖。
[0007] 圖3A是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于HMD的自適應(yīng)亮度控制的過(guò)程的流程 圖。
[0008] 圖3B是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于確定何時(shí)調(diào)整燈功率對(duì)目鏡透明度的 過(guò)程的流程圖。
[0009] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的目鏡的橫截面圖。
[0010] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的目鏡的透視圖。
[0011] 圖6是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用以將近眼圖像遞送到用戶的目鏡的操作 過(guò)程的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本文中描述一種用于頭戴式顯示器（"HMD"）的自適應(yīng)亮度控制的系統(tǒng)、設(shè)備及方 法的實(shí)施例。在以下說(shuō)明中，為提供對(duì)各實(shí)施例的透徹理解而列舉大量具體細(xì)節(jié)。然而，所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文中所描述的技術(shù)可在不具有所述具體細(xì)節(jié)中的一或多者 的情況下實(shí)踐或者可借助其它方法、組件、材料等來(lái)實(shí)踐。在其它實(shí)例中，未詳細(xì)展示或描 述眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作以避免使某些方面模糊。
[0013] 本說(shuō)明書(shū)通篇所提及的"一個(gè)實(shí)施例"或"一實(shí)施例"意指結(jié)合所述實(shí)施例描述的 特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在本說(shuō)明書(shū)通篇各處出現(xiàn) 的片語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施例中"或"在一實(shí)施例中"未必全部指同一實(shí)施例。此外，特定特征、結(jié) 構(gòu)或特性可以任何適合方式組合于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。
[0014] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例使用一對(duì)近眼光學(xué)目鏡101的頭戴式顯示器 ("HMD"）100的俯視圖。目鏡101安裝到框架組合件，所述框架組合件包括鼻梁件105、左 耳臂110及右耳臂115。盡管圖1圖解說(shuō)明雙眼實(shí)施例，但HMD100也可實(shí)施為其中僅單個(gè) 目鏡101定位于單只眼120前方的單眼HMD。
[0015] 兩個(gè)目鏡101固定到可佩戴于用戶的頭部上的眼鏡布置中。左耳臂110及右耳 臂115沿著用戶的腳絲區(qū)延伸且剩余部分在用戶的耳朵上，而鼻組合件105擱放在用戶的 鼻子上?？蚣芙M合件經(jīng)定形及大小以將每一目鏡101的觀看區(qū)125定位于用戶的對(duì)應(yīng)眼睛 120前方。當(dāng)然，可使用具有其它形狀的其它框架組合件（例如，具有耳臂及鼻梁支撐件的 護(hù)目鏡、單個(gè)連續(xù)頭戴式部件、頭帶、眼珠型眼鏡等）。
[0016] HMD100的所圖解說(shuō)明實(shí)施例能夠向用戶顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。每一目鏡的觀看區(qū)125準(zhǔn) 許用戶經(jīng)由外部周?chē)鷪?chǎng)景光130看到真實(shí)世界圖像。左及右（雙眼實(shí)施例）CGI光135可 由耦合到目鏡101的相應(yīng)顯示源140的一個(gè)或兩個(gè)CGI引擎（未圖解說(shuō)明）產(chǎn)生。CGI光 135由用戶見(jiàn)為虛擬圖像作為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)疊加于真實(shí)世界上。在一些實(shí)施例中，可阻擋、選擇 性地阻擋或部分地阻擋周?chē)鷪?chǎng)景光130以改善圖像對(duì)比度且在一些情形中提供虛擬現(xiàn)實(shí) 顯不。
[0017] HMD100包括可使用包括以下各項(xiàng)的以下組件中的一或多者來(lái)實(shí)施的自適應(yīng)亮度 控制特征：顯示源140、周?chē)鈧鞲衅?45、可變透明度層150、控制器155及用戶接口（例 如，圖形用戶接口（未圖解說(shuō)明）及觸摸接口 160)。在一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)亮度控制特 征基于周?chē)h(huán)境的亮度而實(shí)時(shí)調(diào)整CGI光135的顯示亮度。在一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)亮度 控制特征包括可變透明度層150,其安置于觀看區(qū)125上方以控制穿過(guò)目鏡101透射到眼 睛120的周?chē)鷪?chǎng)景光130的量。也可基于周?chē)h(huán)境的亮度而實(shí)時(shí)調(diào)整可變透明度層150的 透明度以實(shí)現(xiàn)用戶的舒適亮度級(jí)且獲得周?chē)鷪?chǎng)景光130與CGI光135之間的所要對(duì)比度等 級(jí)。自適應(yīng)亮度控制特征可能夠調(diào)整CGI光135的亮度及目鏡101的透明度兩者以實(shí)現(xiàn)較 大動(dòng)態(tài)范圍且增加用戶舒適性及顯示選項(xiàng)。
[0018] 圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例供與HMD100 -起使用的自適應(yīng)亮度控制系 統(tǒng)200的功能框圖。自適應(yīng)亮度控制系統(tǒng)200的所圖解說(shuō)明實(shí)施例包括周?chē)鈧鞲衅?45、 控制器155、照明電源205、顯示源140、透鏡透明度致動(dòng)器210、可變透明度層155、用戶接口 215及亮度查找表220。
[0019] 在操作期間，控制器155監(jiān)視周?chē)鈧鞲衅?45的輸出以確定周?chē)h(huán)境225的亮 度?；谒_定亮度，控制器155可調(diào)整從顯示源140輸出的顯示亮度及/或可變透明度 層155的透明度。在所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，這些調(diào)整是至少部分地基于存儲(chǔ)于亮度查找 表220內(nèi)的默認(rèn)校準(zhǔn)曲線。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶接口 215可促進(jìn)用戶依據(jù)默認(rèn)設(shè)定應(yīng)用 可選擇偏移。用戶接口 215可使用各種接口機(jī)制來(lái)實(shí)施，例如觸摸接口 160、由CGI光135 再現(xiàn)以提供視覺(jué)用戶反饋的圖形用戶接口（ "GUI")、話音命令接口、聽(tīng)覺(jué)反饋接口或其它。
[0020] 控制器155是執(zhí)行用以實(shí)施本文中所揭示的自適應(yīng)亮度控制功能的邏輯的處理 器?？刂破?55可實(shí)施為執(zhí)行固件/軟件指令的專(zhuān)用集成電路（"ASIC"）、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén) 陣列（"FPGA"）、通用處理器或其它?？蓤?zhí)行指令以及亮度查找表220可存儲(chǔ)于耦合到控 制器155的存儲(chǔ)器單元230中?；蛘?，由控制器155執(zhí)行的指令可為硬連線邏輯。盡管圖 1將控制器155圖解說(shuō)明為安置于HMD100的耳臂部件155內(nèi)，但控制器155可嵌入于框架 組合件內(nèi)的任何地方或甚至安裝到目鏡101中的一者。
[0021] 周?chē)鈧鞲衅?45包括用于獲取周?chē)h(huán)境225的圖像數(shù)據(jù)的一或多個(gè)光敏元件 (例如，CMOS圖像傳感器、光二極管、電荷耦合裝置等）。周?chē)鈧鞲衅?45可實(shí)施為單個(gè) 光敏元件，在此情形中所獲取圖像數(shù)據(jù)為所述單個(gè)光敏元件的輸出。在其它實(shí)施例中，周?chē)?光傳感器145可包括多個(gè)光敏元件，例如用于獲取周?chē)h(huán)境225的低或高分辨率靜止圖片/ 視頻圖片的圖像傳感器像素陣列。在這些實(shí)施例中，圖像數(shù)據(jù)可為靜止圖片或連續(xù)視頻串 流。
[0022] 周?chē)鈧鞲衅?45可安置于HMD100的框架組合件上任何地方或甚至安裝到目鏡 101的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，周?chē)鈧鞲衅?45安置于面向前的配置中以使得其測(cè)量照 射在目鏡101上的向前周?chē)h(huán)境的亮度。舉例來(lái)說(shuō)，周?chē)鈧鞲衅?45可安置于框架組合 件的前左（經(jīng)圖解說(shuō)明）或右拐角中的一者處，或甚至安置于鼻梁件105內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施 例中，周?chē)鈧鞲衅?45可安置于與閃光燈相同的電路板（例如，印刷電路板）上，及/或 單獨(dú)相機(jī)模塊經(jīng)安置以減少安裝到框架組合件的獨(dú)立組件的數(shù)目且共享用于將信號(hào)從電 路板耦合到控制器155的共用柔性帶狀信號(hào)纜線。
[0023] 控制器155經(jīng)稱(chēng)合以控制顯不源140。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器155將控制信號(hào) 235輸出到照明電源205。照明電源205為用于控制施加到顯示源140的偏置功率240的 功率控制器。舉例來(lái)說(shuō)，照明電源205可為用于給背光或燈（例如，LED源）供電的電壓控 制電流源，所述后部背光或燈照明產(chǎn)生CGI光135的顯示面板（例如，LC0S顯示器、IXD面 板等）?；蛘?，顯示源140可為直接發(fā)射顯示器（例如，0LED、量子點(diǎn)陣列等）且照明電源 205控制直接施加到顯示面板的偏置功率240。
[0024] 在所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，控制器155經(jīng)由控制信號(hào)245進(jìn)一步耦合到透鏡透明 度致動(dòng)器210,其又經(jīng)由控制信號(hào)250致動(dòng)或控制可變透明度層155的透明度?？勺兺该鞫?層155可使用涂覆/安裝于觀看區(qū)125中的目鏡101的外部（或周?chē)鷪?chǎng)景側(cè)）上的電致變 色或可切換反射鏡層來(lái)實(shí)施。舉例來(lái)說(shuō)，可變透明度層155可為響應(yīng)于由透鏡透明度致動(dòng) 器210輸出的控制信號(hào)250 (例如，偏置電壓）而改變其不透明度的LCD層。在其中控制信 號(hào)250為電壓信號(hào)的實(shí)施例中，透鏡透明度致動(dòng)器210可實(shí)施為可控制電壓源。在其中控 制信號(hào)250為偏置電流信號(hào)的實(shí)施例中，透鏡透明度致動(dòng)器210可實(shí)施為可控制電流源。
[0025] 如上文所論述，用戶接口 215可使用提供到控制器155的人機(jī)接口的各種接口機(jī) 制來(lái)實(shí)施，例如觸摸接口 160、在CGI光135內(nèi)再現(xiàn)以提供視覺(jué)用戶反饋的GUI、話音命令接 口、聽(tīng)覺(jué)反饋接口或其它。在圖1的所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，用戶接口 215包括沿著用戶的 腳絲區(qū)處的左耳臂110安置的觸摸接口 160且包括在CGI光135內(nèi)再現(xiàn)的反饋⑶I。用戶 可使用觸摸接口 160的表面上的手指輕擊及揮擊運(yùn)動(dòng)來(lái)與自適應(yīng)亮度控制功能交互作用。 在此實(shí)施例中，觸摸接口 160可為電容敏感表面。在CGI光134內(nèi)再現(xiàn)的反饋⑶I可用于 確認(rèn)經(jīng)由觸摸接口 160接收的用戶輸入且以視覺(jué)方式向用戶指示自適應(yīng)亮度控制系統(tǒng)的 當(dāng)前設(shè)定，包括應(yīng)用于默認(rèn)校準(zhǔn)曲線的任何用戶偏移。
[0026] 圖3A是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于HMD100的自適應(yīng)亮度控制的過(guò)程300 的流程圖。過(guò)程框中的一些或全部在過(guò)程300中出現(xiàn)的次序不應(yīng)被視為限制性的。而是， 受益于本發(fā)明的熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者將理解，可以未圖解說(shuō)明的各種次序或甚至并行地執(zhí)行過(guò) 程框中的一些過(guò)程框。
[0027] 在過(guò)程框305中，周?chē)鈧鞲衅?45從周?chē)h(huán)境225捕獲圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)可 通過(guò)單個(gè)光敏元件（例如，單個(gè)光電二極管或其它亮度傳感器）的曝光或多像素陣列圖像 傳感器（例如，靜止或視頻圖像傳感器）的曝光來(lái)捕獲。周?chē)鈧鞲衅?45可為用于感測(cè) 周?chē)h(huán)境225的亮度的唯一目的的獨(dú)立光敏裝置，或也可用于額外目的。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè) 實(shí)施例中，周?chē)鈧鞲衅?45還捕獲面向前的周?chē)h(huán)境225的靜止圖像或視頻圖像。
[0028] 在決策框307中，如果啟用外部閃光燈（例如，面向前的LED閃光燈）以用于在 低光環(huán)境中獲取靜止或視頻圖像，那么停用本文中所描述的自適應(yīng)亮度控制特征（過(guò)程框 309)。在停用自適應(yīng)亮度控制的情況下，可維持先前亮度設(shè)定，或替代地，可應(yīng)用燈功率及 目鏡透明度兩者的默認(rèn)閃光燈設(shè)定。在外部閃光燈的操作期間停用自適應(yīng)亮度控制防止來(lái) 自外部閃光燈本身的照明干擾自適應(yīng)亮度設(shè)定。在一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)亮度控制特征可 在外部閃光燈被啟用時(shí)操作，但使用適當(dāng)偏移/濾光算法以計(jì)及來(lái)自外部閃光燈光學(xué)輸出 的影響。
[0029] 如果停用外部閃光燈，那么過(guò)程300繼續(xù)到過(guò)程框310。在過(guò)程框310中，將圖像 數(shù)據(jù)傳送到控制器155 (或耦合到控制器155的存儲(chǔ)器單元230)中以由控制器155進(jìn)行亮 度分析?？刂破?55分析圖像數(shù)據(jù)以至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)（例如，圖像數(shù)據(jù)的亮度） 而計(jì)算亮度值。在其中周?chē)鈧鞲衅?45為簡(jiǎn)單亮度傳感器的實(shí)施例中，可使亮度值與圖 像數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單強(qiáng)度讀數(shù)相關(guān)。在其中周?chē)鈧鞲衅?45捕獲靜止或視頻圖像的實(shí)施例中， 亮度值可對(duì)應(yīng)于當(dāng)捕獲圖像數(shù)據(jù)時(shí)周?chē)鈧鞲衅?45的自動(dòng)曝光值或曝光時(shí)間。在后一實(shí) 施例中，控制器155可包括用于計(jì)算曝光時(shí)間的數(shù)字信號(hào)處理（"DSP"）塊。
[0030] 在包括用于控制CGI光的亮度的可變燈功率（決策框315)的HMD100的實(shí)施例 中，過(guò)程300繼續(xù)到過(guò)程框320。在過(guò)程框320中，控制器155使用所確定亮度值來(lái)確定用 于應(yīng)用于顯示源405的偏置功率設(shè)定。在所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，控制器155使用亮度值 來(lái)索引到亮度查找表200中以識(shí)別與所確定亮度值相關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)偏置功率設(shè)定。當(dāng)然，在 其它實(shí)施例中，與索引到查找表中相反，可通過(guò)將亮度值插入到預(yù)定亮度對(duì)功率方程式中 來(lái)確定偏置功率設(shè)定。
[0031] 在過(guò)程框325中，如果用戶已經(jīng)由用戶介面215輸入用戶調(diào)整以改變CGI圖像的 亮度，那么將用戶偏移應(yīng)用于默認(rèn)偏置功率設(shè)定。最后，在過(guò)程框330中，響應(yīng)于從控制器 155輸出的控制信號(hào)235而經(jīng)由對(duì)應(yīng)用于顯示源140的偏置功率設(shè)定（經(jīng)由照明電源205) 的適當(dāng)調(diào)整來(lái)調(diào)整從目鏡100輸出的CGI光的照明強(qiáng)度?？身憫?yīng)于用戶請(qǐng)求而更新、響應(yīng) 于周?chē)h(huán)境225的亮度的閾值改變而自動(dòng)更新、實(shí)時(shí)連續(xù)更新或以其它方式更新CGI光的 亮度設(shè)定。
[0032] 返回到過(guò)程框310,在包括目鏡100的可變透明度遮蔽以阻擋可變量的周?chē)馔?過(guò)觀看區(qū)125 (決策框335)的HMD100的實(shí)施例中，過(guò)程300繼續(xù)到過(guò)程框340。應(yīng)了解， HMD100的一些實(shí)施例可包括可變燈功率及可變目鏡透明度兩者，在此情形中可與過(guò)程框 340到350的執(zhí)行并行或交錯(cuò)地執(zhí)行過(guò)程框320到330。
[0033] 在過(guò)程框340中，控制器155使用所確定亮度值來(lái)確定可變透明度層150的透明 度設(shè)定。在所圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，控制器155使用亮度值來(lái)索引到亮度查找表200(或另 一獨(dú)立表中）以進(jìn)一步識(shí)別對(duì)應(yīng)控制設(shè)定從而應(yīng)用于與所確定亮度值相關(guān)聯(lián)的可變透明 度層150。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，與索引到查找表中相反，可通過(guò)將亮度值插入到預(yù)定亮度 對(duì)透明度方程式中來(lái)確定透明度控制設(shè)定。在一個(gè)實(shí)施例中，查找表存儲(chǔ)默認(rèn)校準(zhǔn)設(shè)定。
[0034] 在過(guò)程框345中，如果用戶已經(jīng)由用戶介面215輸入對(duì)觀看區(qū)125的透明度的用 戶調(diào)整，那么將用戶偏移應(yīng)用于默認(rèn)偏置控制設(shè)定。最后，在過(guò)程框350中，經(jīng)由對(duì)應(yīng)用于 可變透明度層150的控制設(shè)定的適當(dāng)調(diào)整來(lái)調(diào)整可變透明度層150的透明度，經(jīng)由透鏡透 明度致動(dòng)器210,響應(yīng)于從控制器155輸出的控制信號(hào)245。在一個(gè)實(shí)施例中，可變透明度 層150可像在兩個(gè)透明度狀態(tài)之間交替的快門(mén)那樣操作，其中通過(guò)調(diào)整控制信號(hào)250的頻 率或工作循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)可變性。在另一實(shí)施例中，可變透明度層150針對(duì)控制信號(hào)250的給 定值具有靜態(tài)或恒定透明度，但可選擇控制信號(hào)250的許多不多值?？身憫?yīng)于用戶請(qǐng)求而 更新、響應(yīng)于周?chē)h(huán)境225的亮度的閾值改變而自動(dòng)更新、實(shí)時(shí)連續(xù)更新或以其它方式更 新目鏡100的透明度。
[0035] 圖3A圖解說(shuō)明可如何經(jīng)由變化燈功率及/或目鏡透明度兩者來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度控制。然 而，圖3A僅指示這兩個(gè)方案可并行或彼此獨(dú)立地操作，但不論述這兩個(gè)亮度機(jī)制可如何一 起操作以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的亮度控制。圖3B是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于確定何時(shí)調(diào)整 燈功率對(duì)目鏡透明度的過(guò)程301的流程圖。過(guò)程301計(jì)及兩個(gè)情景。第一情景描述當(dāng)總顯 示亮度太低（例如，從室內(nèi)環(huán)境走到亮的室外環(huán)境）時(shí)的控制程序。第二情景描述當(dāng)總顯 示亮度太高（例如，從室外環(huán)境走到較暗室內(nèi)環(huán)境）時(shí)的控制程序。
[0036] 在過(guò)程框355中，控制系統(tǒng)200經(jīng)由周?chē)鈧鞲衅?45連續(xù)監(jiān)視周?chē)h(huán)境225的亮 度。如果所發(fā)射CGI光135的總亮度太亮（決策框360)，那么過(guò)程301繼續(xù)到?jīng)Q策框365。 總亮度的確定可包括在通過(guò)目鏡101的周?chē)h(huán)境光的強(qiáng)度對(duì)從目鏡101發(fā)射的CGI光135 的強(qiáng)度之間是否存在用于用戶舒適性的充足對(duì)比度的確定。在決策框365中，控制器155 確定可變透明度層150的當(dāng)前透明度設(shè)定是否處于透視目鏡的最小透明度。如果不是，那 么可減小可變透明度層150的透明度。在一個(gè)實(shí)施例中，可變透明度層150可具有有限數(shù) 目個(gè)透明度設(shè)定（例如，兩個(gè)或兩個(gè)以上設(shè)定）。在這些實(shí)施例中，可以多個(gè)反復(fù)遞增地減 小可變透明度層150的透明度，或以單個(gè)反復(fù)減小到其最小設(shè)定，以減小來(lái)自周?chē)h(huán)境225 的眩光且增加與CGI光135的對(duì)比度。返回到?jīng)Q策框365,如果可變透明度層150的透明度 已經(jīng)處于最小值（即，阻擋所準(zhǔn)許的最大外部周?chē)猓?，那么增加顯示源140的燈功率?？?遞增地增加燈功率直到在決策框360中實(shí)現(xiàn)并確定周?chē)h(huán)境225與CGI光135之間的所要 對(duì)比度。當(dāng)在亮度太低的情景中操作時(shí)，不增加燈功率直到可變透明度層150的透明度已 達(dá)到閾值最小等級(jí)。此技術(shù)節(jié)約電力消耗，因?yàn)榕c增加燈功率相比，減小可變透明度層150 的透明度所消耗的電力較少。
[0037] 返回到?jīng)Q策框360,如果總顯示亮度太高，那么過(guò)程301繼續(xù)到過(guò)程框380。在過(guò) 程框380中，停用可變透明度層150 (即，設(shè)定為最大透明度）或經(jīng)由過(guò)程301的多個(gè)反復(fù) 在有限步驟中增加其透明度。在過(guò)程框385中，減小顯示源140的燈功率（例如，以固定有 限步驟減?。＿^(guò)程301接著重新評(píng)價(jià)周?chē)h(huán)境225的亮度（過(guò)程框355)且做出目鏡101 的總亮度的新確定（決策框360)。如果CGI光135與周?chē)h(huán)境225之間的對(duì)比度使得目鏡 101的總亮度仍太高或太低，那么過(guò)程301如上文所論述重新執(zhí)行。否則，如果亮度被視為 適當(dāng)，那么控制系統(tǒng)200繼續(xù)監(jiān)視周?chē)h(huán)境355的亮度。
[0038] 圖4及5圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例供與HMD -起使用的目鏡400。圖4圖解 說(shuō)明目鏡400的的橫截面圖，而圖5圖解說(shuō)明其透視圖。目鏡400是圖1中所圖解說(shuō)明的 目鏡101的一個(gè)可能實(shí)施方案。目鏡400的所圖解說(shuō)明實(shí)施例包括圖像源405、輸入耦合 偏振分束器（"PBS"）410、輸出耦合PBS415、末端反射器420、偏振旋轉(zhuǎn)器425及可變透明 度層427。目鏡400進(jìn)一步包括照明區(qū)430及觀看區(qū)435。圖像源405的所圖解說(shuō)明實(shí)施 例包括照明源440及顯示面板445。末端反射器420的所圖解說(shuō)明實(shí)施例包括凸形反射層 455。
[0039] 在一個(gè)實(shí)施例中，目鏡400的組件可經(jīng)由界定空氣腔且將內(nèi)部組件固持到位的線 框架來(lái)固持在一起，或可由一或多種固體光學(xué)材料（例如，玻璃、石英、丙烯酸、透明塑料、 PMMA、ZE0NEX-E48R等）制作，外部組件安置到其上且內(nèi)部組件嵌入于其中。在所圖解說(shuō)明 的實(shí)施例中，輸入耦合PBS410及輸出耦合PBS415與正向傳播路徑403成傾斜角度（例如， 45度）安裝于目鏡400內(nèi)。正向傳播路徑403在目鏡400內(nèi)從照明區(qū)430到觀看區(qū)435延 伸。
[0040] 目鏡400由觀看區(qū)435中的透明材料（例如，玻璃、石英、丙烯酸、透明塑料、PMMA、 ZE0NEX-E48R等）制作以準(zhǔn)許周?chē)鷪?chǎng)景光130通過(guò)目鏡400的周?chē)鷪?chǎng)景側(cè)401及朝向眼睛 側(cè)402以到達(dá)眼睛120。觀看區(qū)435的半透明性質(zhì)準(zhǔn)許目鏡400通過(guò)用CGI光增強(qiáng)周?chē)鷪?chǎng) 景光130而向用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)?？勺兺该鞫葘?27安置于觀看區(qū)235中的周?chē)鷪?chǎng)景側(cè) 201上以自動(dòng)調(diào)暗周?chē)鷪?chǎng)景光130。
[0041] 可使用發(fā)光二極管（"LED"）源（或多色彩LED陣列）來(lái)實(shí)施照明模塊440,其經(jīng) 由輸入耦合PBS410照明顯示面板445。照明模塊440可輸出非偏振光（例如，P及S線性 偏振分量?jī)烧撸┗蜉敵銎窆猓ɡ?，僅P偏振分量）。照明模塊440及顯示面板445可在 目鏡400的任一側(cè)上以相反配置安裝到照明區(qū)430中的目鏡400的外部側(cè)。
[0042] 輸入耦合PBS410定位于照明區(qū)430內(nèi)在照明模塊440與顯示面板445之間。輸入 耦合PBS440可實(shí)施為線網(wǎng)格偏振器、多層薄膜偏振器、PBS立方體或其它。輸入耦合PBS410 操作以實(shí)質(zhì)上通過(guò)第一線性偏振的光，而實(shí)質(zhì)上反射第二偏振的光。兩種線性偏振通常為 正交線性偏振。顯示面板445(例如，LC0S、IXD面板等）將圖像數(shù)據(jù)賦予到由照明模塊440 輸出的照明光上以通過(guò)圖像像素陣列經(jīng)由選擇性反射輸出計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像（"CGI"）光。 顯不面板445的反射使入射燈光的偏振旋轉(zhuǎn)90度。
[0043] 在入射燈光被反射后，CGI光（其已偏振旋轉(zhuǎn)90度）由輸入耦合PBS410重新引 導(dǎo)且沿著正向傳播路徑403沿目鏡400向下傳播。在一個(gè)實(shí)施例中，在不需要全內(nèi)反射 ("TIR"）的情況下CGI光沿著正向傳播路徑403沿目鏡400向下引導(dǎo)。換句話說(shuō)，由CGI 光形成的光錐的橫截面形狀及散度被限制，以使得光線到達(dá)末端反射器而無(wú)離開(kāi)目鏡400 的側(cè)的TIR。在一個(gè)實(shí)施例中，光錐散度角度（例如，15度）由圖案化到照明模塊440、顯示 面板445或目鏡400內(nèi)別處上的遮黑膜控制。
[0044] 正向傳播路徑403延伸到末端反射器420。在一個(gè)實(shí)施例中，目鏡400的長(zhǎng)度經(jīng)選 擇以使得末端反射器420的焦平面與顯示面板445的發(fā)射孔徑實(shí)質(zhì)上一致。為實(shí)現(xiàn)與顯示 面板445的發(fā)射孔徑的焦平面對(duì)準(zhǔn)，可結(jié)合彼此選擇目鏡400的長(zhǎng)度及反射層455的曲率 半徑兩者。
[0045] 觀看區(qū)435的所圖解說(shuō)明實(shí)施例包括由輸出耦合PBS415形成的反射表面。在一 個(gè)實(shí)施例中，觀看區(qū)435部分地透明，此準(zhǔn)許外部（周?chē)﹫?chǎng)景光130通過(guò)目鏡400的周?chē)?場(chǎng)景側(cè)401及朝向眼睛側(cè)402以到達(dá)眼睛120。部分透明實(shí)施例促進(jìn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（"AR"）， 其中CGI光疊加于到用戶眼睛120的外部場(chǎng)景光130上。通過(guò)自適應(yīng)地控制可變透明度層 427的透明度（或不透明度），可調(diào)整觀看區(qū)435對(duì)周?chē)鷪?chǎng)景光130的總透明度。
[0046] 輸出耦合PBS415可經(jīng)配置以通過(guò)正交線性偏振（例如，S偏振），而輸入耦合 PBS210在反射其它線性偏振（例如，P偏振）時(shí)通過(guò)。或者，通過(guò)將半波偏振旋轉(zhuǎn)器插入于 兩個(gè)PBS之間的正向傳播路徑403中，輸出耦合PBS415可與輸入耦合PBS415相同。在所 圖解說(shuō)明的實(shí)施例中，偏振旋轉(zhuǎn)器425為安置于輸出耦合PBS415與反射層455之間的四分 之一波板偏振旋轉(zhuǎn)器。在由反射層455反射之后，CGI光在其經(jīng)由正向傳播路徑403及反 向傳播路徑404兩次通過(guò)四分之一波板期間偏振旋轉(zhuǎn)90度。在一個(gè)實(shí)施例中，反射層455 既反射CGI光又使其準(zhǔn)直以使得沿著反向傳播路徑404行進(jìn)的CGI光實(shí)質(zhì)上準(zhǔn)直。如前文 所陳述，末端反射器的焦平面可經(jīng)配置而與顯示面板445的發(fā)射孔徑一致或幾乎一致。使 CGI光準(zhǔn)直幫助眼睛120在近眼配置（例如，目鏡400放置于眼睛120的10cm且通常小于 眼睛120的5cm內(nèi)）中聚焦于射出朝向眼睛側(cè)402的CGI光。由于輸出耦合PBS415的傾 斜定向（例如，相對(duì)于側(cè)401及402大約45度），CGI光被朝向眼睛120引導(dǎo)。在其它實(shí)施 例中，末端反射器減小CGI光的散度而不完全準(zhǔn)直CGI光。在又其它實(shí)施例中，末端反射器 可實(shí)施為平坦反射表面。
[0047] 圖6是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用以將近眼圖像遞送到用戶的目鏡400的操 作過(guò)程600的流程圖。過(guò)程框中的一些或全部在過(guò)程600中出現(xiàn)的次序不應(yīng)被視為限制性 的。而是，受益于本發(fā)明的熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者將理解，可以未圖解說(shuō)明的各種次序或甚至并行 地執(zhí)行過(guò)程框中的一些過(guò)程框。
[0048] 在過(guò)程框605中，照明模塊440發(fā)射非偏振或具有經(jīng)選擇以通過(guò)輸入耦合PBS410 的第一線性偏振（例如，圖解說(shuō)明為P偏振）的燈光。在通過(guò)輸入耦合PBS410 (過(guò)程框610) 后，非偏振光在照明顯示面板445之前變?yōu)槠竦?。顯示面板445通過(guò)選擇性地激活顯示 面板內(nèi)的圖像像素而將圖像數(shù)據(jù)調(diào)制到入射燈光上。當(dāng)圖像像素被激活時(shí)，其反射其燈光 部分（過(guò)程框615)。這樣做時(shí)，經(jīng)反射CGI光使其偏振旋轉(zhuǎn)90度到由輸入耦合PBS410反 射的偏振（例如，圖解說(shuō)明為S偏振）。從顯示面板445發(fā)射的CGI光反射回到輸入耦合 PBS445,輸入耦合PBS445沿著正向傳播路徑403重新引導(dǎo)CGI光（過(guò)程框620)。應(yīng)了解， P及S偏振的標(biāo)記，由此P被透射且S被反射僅為說(shuō)明性的?？蓪?shí)施其它偏振定向及透射/ 反射組合。
[0049] 經(jīng)重新引導(dǎo)的CGI光沿目鏡400向下傳播。在一個(gè)實(shí)施例中，CGI光在無(wú) TIR的 情況下且在無(wú)外部表面反射的情況下沿目鏡400向下傳遞。在過(guò)程框625中，CGI光沿著 正向傳播路徑403通過(guò)觀看區(qū)435。輸出耦合PBS415可經(jīng)配置以實(shí)質(zhì)上通過(guò)與由輸入耦合 PBS410反射的相同的偏振分量，或替代地半波偏振旋轉(zhuǎn)器可安置于正向傳播403中在輸入 耦合PBS410與輸出耦合PBS415之間，如此，CGI光在實(shí)質(zhì)上不受影響的情況下通過(guò)輸出耦 合 PBS415。
[0050] 在過(guò)程框630中，CGI光接著沿著正向傳播路徑403通過(guò)偏振旋轉(zhuǎn)器425。在這樣 做時(shí)，CGI光的偏振由四分之一波板旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)45度。
[0051] 在過(guò)程框635中，CGI光由反射層455沿著反向傳播路徑404往回反射。在一個(gè) 實(shí)施例中，反射層455為凹面的且具有實(shí)質(zhì)上準(zhǔn)直沿著反向傳播路徑404反射的CGI光的 形狀。準(zhǔn)直CGI光具有幾乎使CGI圖像無(wú)窮地或接近無(wú)窮地位移的效果，從而幫助人眼120 聚焦CGI圖像。當(dāng)然，末端反射器可減小散度而不完全準(zhǔn)直光，從而使虛擬圖像位移到小于 無(wú)窮的位置處（例如，1到3米）。
[0052] 在過(guò)程框640中，沿著反向傳播路徑404行進(jìn)的經(jīng)反射CGI光再次通過(guò)偏振旋轉(zhuǎn) 器425,致使CGI光的偏振旋轉(zhuǎn)另一 45度，從而致使CGI光線性偏振于正交于正向路徑的 偏振方向處。因此，在第二次通過(guò)偏振旋轉(zhuǎn)器425之后，CGI光具有由輸出耦合PBS415實(shí) 質(zhì)上反射的偏振（例如，圖解說(shuō)明為P偏振）。在過(guò)程框645中，CGI光由輸出耦合PBS415 反射且經(jīng)由朝向眼睛側(cè)402從目鏡400朝向眼睛120重新引導(dǎo)。
[0053] 就計(jì)算機(jī)軟件及硬件來(lái)描述上文所解釋的過(guò)程中的一些過(guò)程。所描述的技術(shù)可構(gòu) 成體現(xiàn)于有形或非暫時(shí)性機(jī)器（例如，計(jì)算機(jī)）可讀存儲(chǔ)媒體內(nèi)的機(jī)器可執(zhí)行指令，所述機(jī) 器可執(zhí)行指令當(dāng)由機(jī)器執(zhí)行時(shí)將致使所述機(jī)器執(zhí)行所描述的操作。另外，所述過(guò)程可體現(xiàn) 于硬件內(nèi)，例如專(zhuān)用集成電路（"ASIC"）或其它。
[0054] 有形機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體包括提供（即，存儲(chǔ)）呈可由機(jī)器（例如，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)裝 置、個(gè)人數(shù)字助理、制造工具、具有一組一或多個(gè)處理器的任何裝置等）存取的形式的信息 的任何機(jī)制。舉例來(lái)說(shuō)，機(jī)器可讀存儲(chǔ)媒體包括可記錄/不可記錄媒體（例如，只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、磁盤(pán)存儲(chǔ)媒體、光學(xué)存儲(chǔ)媒體、快閃存儲(chǔ)器裝置等）。
[0055] 包括發(fā)明摘要中所描述內(nèi)容的對(duì)本發(fā)明的所圖解說(shuō)明實(shí)施例的以上描述并非打 算為窮盡性或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式。雖然出于說(shuō)明性目的而在本文中描述本發(fā) 明的特定實(shí)施例及實(shí)例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)作出各種 修改。
[0056] 可根據(jù)以上詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明做出這些修改。以上權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)不應(yīng) 理解為將本發(fā)明限于說(shuō)明書(shū)中所揭示的特定實(shí)施例。而是，本發(fā)明的范圍將完全由以上權(quán) 利要求書(shū)來(lái)確定，所述權(quán)利要求書(shū)將根據(jù)權(quán)利要求解釋所創(chuàng)建的原則來(lái)加以理解。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于頭戴式顯示器"HMD"的目鏡的自適應(yīng)亮度控制的方法，所述方法包含： 從所述HMD的所述目鏡的觀看區(qū)顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像"CGI" ； 從環(huán)繞所述HMD的周?chē)h(huán)境捕獲圖像數(shù)據(jù)； 至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的亮度值； 至少部分地基于所述亮度值而確定用以應(yīng)用于照明源以用于產(chǎn)生所述CGI的偏置功 率設(shè)定；及 以所述偏置功率設(shè)定來(lái)控制所述CGI的亮度級(jí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述CGI的所述亮度級(jí)包含響應(yīng)于與所述周 圍環(huán)境相關(guān)聯(lián)的所述亮度值的改變而實(shí)時(shí)調(diào)整所述亮度級(jí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含： 經(jīng)由所述目鏡的在所述觀看區(qū)中的周?chē)鷪?chǎng)景側(cè)及朝向眼睛側(cè)將周?chē)鷪?chǎng)景光傳遞到用 戶的眼睛； 確定用于選擇安置于所述觀看區(qū)上方的可變透明度層的透明度的控制信號(hào)，其中至少 部分地基于所述亮度值而確定所述控制信號(hào)；及 至少部分地基于所述控制信號(hào)而調(diào)整所述可變透明度層的所述透明度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述可變透明度層包含電致變色層快門(mén)，其中調(diào) 整所述可變透明度層的所述透明度包含調(diào)整所述控制信號(hào)的頻率或工作循環(huán)中的至少一 者以用于在兩個(gè)透明度設(shè)定之間致動(dòng)所述電致變色層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述可變透明度層具有兩個(gè)以上透明度設(shè)定且所 述透明度對(duì)于所述控制信號(hào)的給定值是恒定的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從環(huán)繞所述HMD的所述周?chē)h(huán)境捕獲所述圖像數(shù) 據(jù)包含： 用面向前安裝于所述HMD上的周?chē)鈧鞲衅鱽?lái)捕獲所述圖像數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中從環(huán)繞所述HMD的所述周?chē)h(huán)境捕獲所述圖像數(shù)據(jù)包含捕獲面向前的場(chǎng)景的視 頻圖像，且 其中計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的所述亮度值包含至少部分地基于所述視頻圖像而計(jì)算所述 亮度值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述亮度值包含用于操作捕獲所述視頻圖像的視 頻相機(jī)的自動(dòng)曝光值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定用以應(yīng)用于所述照明源的所述偏置功率設(shè)定 包含： 使用所述亮度值索引到查找表中以獲得所述偏置功率設(shè)定，其中所述查找表包含默認(rèn) 亮度值對(duì)默認(rèn)偏置功率設(shè)定的校準(zhǔn)曲線。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包含： 依據(jù)針對(duì)給定默認(rèn)亮度值的所述默認(rèn)偏置功率設(shè)定提供用戶可選擇偏移特征以應(yīng)用 用戶可選擇偏移。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中提供所述用戶可選擇偏移特征包含： 提供圖形用戶接口以用于在經(jīng)由所述HMD顯示給所述用戶的所述CGI內(nèi)顯示用戶可選 擇偏移值；及 沿著所述HMD的耳臂部件提供觸摸接口以接收觸摸命令。
12. -種用于顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像"CGI "的頭戴式顯示器"HMD"，所述HMD包含： 顯示源，其用于產(chǎn)生所述CGI ; 目鏡，其具有觀看區(qū)，所述目鏡經(jīng)耦合以從所述顯示源輸送所述CGI且將所述CGI射出 所述目鏡的在所述觀看區(qū)中的朝向眼睛側(cè)，其中所述觀看區(qū)部分地透明以經(jīng)由所述目鏡的 在所述觀看區(qū)中的周?chē)鷪?chǎng)景側(cè)及所述朝向眼睛側(cè)傳遞周?chē)鷪?chǎng)景光； 周?chē)鈧鞲衅鳎溆靡詮沫h(huán)繞所述HMD的周?chē)h(huán)境捕獲圖像數(shù)據(jù)；及 控制器，其耦合到所述顯示源、所述周?chē)鈧鞲衅骷皺C(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，所述機(jī)器可 存取存儲(chǔ)媒體提供當(dāng)由所述控制器執(zhí)行時(shí)致使所述控制器執(zhí)行包含以下各項(xiàng)的操作的指 令： 至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的亮度值； 至少部分地基于所述亮度值而確定用以應(yīng)用于所述顯示源的偏置功率設(shè)定；及 以所述偏置功率設(shè)定來(lái)控制所述CGI的亮度級(jí)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的頭戴式顯示器，其進(jìn)一步包含： 框架組合件，其用以支撐所述顯示源、所述目鏡、所述周?chē)鈧鞲衅骷八隹刂破?，?述框架組合件用于佩戴于用戶的頭部上，其中所述觀看區(qū)定位于所述用戶的眼睛前方。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的頭戴式顯示器，其中所述周?chē)鈧鞲衅饕悦嫦蚯暗亩ㄏ虬?裝到所述框架組合件。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的頭戴式顯示器， 其中所述周?chē)鈧鞲衅靼曨l相機(jī)且所述圖像數(shù)據(jù)包含面向前的場(chǎng)景的視頻圖像， 其中計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的所述亮度值包含至少部分地基于所述視頻圖像而計(jì)算所述 亮度值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的頭戴式顯示器，其中所述亮度值包含用于操作所述視頻相 機(jī)的自動(dòng)曝光值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的頭戴式顯示器，其進(jìn)一步包含： 面向前的相機(jī)，其用以捕獲面向前的場(chǎng)景圖像；及 閃光燈； 其中所述面向前的相機(jī)、所述閃光燈及所述周?chē)鈧鞲衅魅堪仓糜诎惭b于所述框架 組合件中或上的單個(gè)電路板上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的頭戴式顯示器，其中確定用以應(yīng)用于所述顯示源的所述偏 置功率設(shè)定包含： 使用所述亮度值索引到查找表中以獲得所述偏置功率設(shè)定，其中所述查找表包含默認(rèn) 亮度值對(duì)默認(rèn)偏置功率設(shè)定的校準(zhǔn)曲線。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的頭戴式顯示器，其進(jìn)一步包含： 觸摸接口，其沿著所述框架組合件的腳絲區(qū)安置， 其中所述機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體進(jìn)一步提供當(dāng)由所述控制器執(zhí)行時(shí)致使所述控制器執(zhí) 行包含以下各項(xiàng)的進(jìn)一步操作的指令： 依據(jù)針對(duì)給定默認(rèn)亮度值的所述默認(rèn)偏置功率設(shè)定提供用戶可選擇偏移特征以應(yīng)用 用戶可選擇偏移。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的頭戴式顯示器，其進(jìn)一步包含安置于所述目鏡的所述觀看 區(qū)上方的可變透明度層，其中所述機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體進(jìn)一步提供當(dāng)由所述控制器執(zhí)行時(shí) 致使所述控制器執(zhí)行包含以下各項(xiàng)的進(jìn)一步操作的指令： 確定用于選擇所述可變透明度層的透明度的控制信號(hào)，其中所述控制信號(hào)是至少部分 地基于所述亮度值而確定；及 至少部分地基于所述控制信號(hào)而調(diào)整所述可變透明度層的所述透明度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的頭戴式顯示器，其中所述可變透明度層包含電致變色層快 門(mén)，其中調(diào)整所述可變透明度層的所述透明度包含調(diào)整所述控制信號(hào)的頻率或工作循環(huán)中 的至少一者以用于在兩個(gè)透明度設(shè)定之間致動(dòng)所述電致變色層。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的頭戴式顯示器，其中所述可變透明度層具有兩個(gè)以上透明 度設(shè)定且所述透明度對(duì)于所述控制信號(hào)的給定值是恒定的。
23. -種機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其提供當(dāng)由頭戴式顯示器執(zhí)行時(shí)致使所述頭戴式顯示 器執(zhí)行包含以下各項(xiàng)的操作的指令： 從所述HMD的目鏡的觀看區(qū)顯示計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖像"CGI" ； 從環(huán)繞所述HMD的周?chē)h(huán)境捕獲圖像數(shù)據(jù)； 至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)而計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的亮度值； 至少部分地基于所述亮度值而確定用以應(yīng)用于照明源以用于產(chǎn)生所述CGI的偏置功 率設(shè)定；及 以所述偏置功率設(shè)定來(lái)控制所述CGI的亮度級(jí)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其進(jìn)一步提供當(dāng)由所述頭戴式顯示 器執(zhí)行時(shí)致使所述頭戴式顯示器執(zhí)行包含以下各項(xiàng)的進(jìn)一步操作的指令： 確定用于選擇安置于所述目鏡的所述觀看區(qū)上方的可變透明度層的透明度的控制信 號(hào)，其中所述控制信號(hào)是至少部分地基于所述亮度值而確定；及 至少部分地基于所述控制信號(hào)而調(diào)整所述可變透明度層的所述透明度。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其中所述可變透明度層包含電致變 色層快門(mén)，其中調(diào)整所述可變透明度層的所述透明度包含調(diào)整所述控制信號(hào)的頻率或工作 循環(huán)中的至少一者以用于在兩個(gè)透明度設(shè)定之間致動(dòng)所述電致變色層。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其中所述可變透明度層具有兩個(gè)以 上透明度設(shè)定且所述透明度對(duì)于所述控制信號(hào)的給定值是恒定的。
27. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其進(jìn)一步提供當(dāng)由所述頭戴式顯示 器執(zhí)行時(shí)致使所述頭戴式顯示器執(zhí)行包含以下各項(xiàng)的進(jìn)一步操作的指令： 提供用戶可選擇偏移特征以將用戶可選擇偏移應(yīng)用于所述控制信號(hào)以用于調(diào)整所述 可變透明度層的所述透明度。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體， 其中從環(huán)繞所述HMD的所述周?chē)h(huán)境捕獲所述圖像數(shù)據(jù)包含捕獲面向前的場(chǎng)景的視 頻圖像，且 其中計(jì)算所述周?chē)h(huán)境的所述亮度值包含至少部分地基于所述視頻圖像而計(jì)算所述 亮度值。
29. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其中確定用以應(yīng)用于所述照明源的 所述偏置功率設(shè)定包含： 使用所述亮度值索引到查找表中以獲得所述偏置功率設(shè)定，其中所述查找表包含默認(rèn) 亮度值對(duì)默認(rèn)偏置功率設(shè)定的校準(zhǔn)曲線。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的機(jī)器可存取存儲(chǔ)媒體，其進(jìn)一步提供當(dāng)由所述頭戴式顯示 器執(zhí)行時(shí)致使所述頭戴式顯示器執(zhí)行包含以下各項(xiàng)的進(jìn)一步操作的指令： 依據(jù)針對(duì)給定默認(rèn)亮度值的所述默認(rèn)偏置功率設(shè)定提供用戶可選擇偏移特征以應(yīng)用 用戶可選擇偏移。
【文檔編號(hào)】G02B27/01GK104067334SQ201280053495
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】繆瀟宇 申請(qǐng)人:谷歌公司